Molybdène

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Introduction

MolybdèneNuvola apps edu science.svg
Niobium ← Molybdène → Technétium
Cr
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42

Mo

Mo
W
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Informations générales
Nom, Symbole, NuméroMolybdène, Mo, 42
Série chimiquemétal de transition
Groupe, Période, Bloc6, 5, d
Masse volumique10,22 g·cm (20 °C)
Dureté5,5
CouleurGris métallique
N° CAS7439-98-7
N° EINECS231-107-2
Propriétés atomiques
Masse atomique95,94 ± 0,02 u
Rayon atomique145 pm
Rayon de covalence1,54 ± 0,05 Å
Configuration électronique[Kr] 4d 5s
Électrons par niveau d'énergie2, 8, 18, 13, 1
État(s) d'oxydation2, 3, 4, 5, 6
Oxydeacide fort
Structure cristallinecubique corps centré
Propriétés physiques
État ordinairesolide
Point de fusion2 623 °C
Point d'ébullition4 639 °C
Énergie de fusion26,4 kJ·mol
Énergie de vaporisation598 kJ·mol
Volume molaire9,38×10 m·mol
Pression de vapeur0,0755 Pa
Divers
Électronégativité2,16
Chaleur massique250 J·kg·K
Conductivité électrique18,7×10 S·m
Conductivité thermique138 W·m·K
Solubilitésol. dans NH4OH + H2O2
Énergies d'ionisation
1 : 7,09243 eV2 : 16,16 eV
3 : 27,13 eV4 : 46,4 eV
5 : 54,49 eV6 : 68,8276 eV
7 : 125,664 eV8 : 143,6 eV
9 : 164,12 eV10 : 186,4 eV
11 : 209,3 eV12 : 230,28 eV
13 : 279,1 eV14 : 302,60 eV
15 : 544,0 eV16 : 570 eV
17 : 636 eV18 : 702 eV
19 : 767 eV20 : 833 eV
21 : 902 eV22 : 968 eV
23 : 1 020 eV24 : 1 082 eV
25 : 1 263 eV26 : 1 323 eV
27 : 1 387 eV28 : 1 449 eV
29 : 1 535 eV
Isotopes les plus stables
isoANPériodeMDEdPD
MeV
Mo14,84 %stable avec 50 neutrons
Mo{syn.}4 000 aε0,405Nb
Mo9,25 %stable avec 52 neutrons
Mo15,92 %stable avec 53 neutrons
Mo16,68 %stable avec 54 neutrons
Mo9,55 %stable avec 55 neutrons
Mo24,13 %stable avec 56 neutrons
Mo{syn.}65,94 hβ-1,357Tc
Mo9,63 %7,8×10 a2β-3,034Ru
Précautions
SIMDUT
Produit non contrôlé

Le molybdène est un élément chimique, de symbole Mo et de numéro atomique 42.

Histoire

Le molybdène (du grec molybdos, signifiant « qui ressemble au plomb ») n'existe pas à l'état natif, et ses composés naturels ont été confondus jusqu'au XVIII siècle avec des composés d'autres éléments tels que le carbone ou le plomb.

En 1778, Carl Wilhelm Scheele réussit à séparer le molybdène du graphite et du plomb, et isole l'oxyde de molybdène de la molybdénite.

En 1782, Peter Jacob Hjelm obtient un métal impur en réduisant l'oxyde de molybdène par le carbone.

Jusqu'à la fin du XIX siècle, le molybdène ne fut que très peu utilisé en dehors des laboratoires. Quand l'aciériste français Schneider remarqua les propriétés des alliages d'acier au molybdène, il les utilisa dans la réalisation de blindages.

Propriétés

Molybdène

Le molybdène est un métal de transition. Le métal pur est d'aspect blanc métallique et il est très dur.

Utilisation

  • L'addition d'une faible quantité de molybdène durcit l'acier. Plus des deux tiers de la production de molybdène est utilisé dans les alliages. L'utilisation du molybdène grimpa en flèche pendant la Première Guerre mondiale, lorsque la demande pour le tungstène rendit celui-ci rare et que les alliages haute résistance étaient très demandés.

Le molybdène est encore utilisé de nos jours dans les alliages haute résistance et les aciers haute température. Des alliages spéciaux contenant du molybdène, comme l'Hastelloy ®, sont résistants et ne se corrodent pas à température élevée.

  • Le molybdène est utilisé dans certaines parties d'avions et de missiles, et également comme filament. On utilise le molybdène comme catalyseur, particulièrement dans l'industrie pétrolière, pour éliminer les composés organiques soufrés du pétrole. Il entre aussi dans la composition de l'acier inoxydable utilisé dans le milieu marin, pour sa forte résistance à la corrosion chimique.

  • Le Mo est un radioisotope utilisé dans l'industrie, en tant que précurseur du Tc.

  • Le molybdène est utilisé en alliage comme support du silicium pour la réalisation de semi-conducteurs de puissance, grâce aux coefficients de dilatation très voisins de ces deux matériaux.

  • Les oranges de molybdène sont des pigments de la gamme de l'orange moyen au rouge-orangé vif, utilisés dans les peintures, les encres, les plastiques et les caoutchoucs.

  • Le disulfure de molybdène est un bon lubrifiant, particulièrement à haute température.

  • Le molybdène est couramment utilisé en laboratoire comme cible dans les tubes à rayons X pour la diffraction sur monocristal. La raie Kα du molybdène a pour longueur d'onde moyenne 0,070926 nm.

  • Le molybdène, souvent appelé Moly, est utilisé dans l'industrie comme élément chauffant pour les fours sous vide ou ambiance gazeuse à haute température. Il est conseillé de l'utiliser pour les pièces composées de titane ou alliage titane en lieu et place des éléments chauffant en graphite qui polluent la pièce par dépôt d'éléments graphites lors de l'opération de traitement thermique. Le molybdène est cependant fragile en industrie du fait des changements rapides de température et de pression qui engendrent des grossissements de grains et rendent la pièce cassante. De plus, il semblerait que en pratique, 25 % d’énergie supplémentaire soit nécessaire afin d'obtenir la même température au sein du four en cas d'utilisation du Moly. Celui-ci est également plus coûteux à l'achat et en pièce de remplacement. L'élément graphite ne peut être utilisé en cas de température trop élevée combinée à une pression trop basse afin d'éviter de dépasser la tension de vaporisation au risque de retrouver tout le graphite aggloméré dans la zone froide du four.

Le molybdène est un élément important pour l'alimentation des plantes et on le trouve dans certains enzymes comme la xanthine oxydase.

On le trouve également dans les alliages dentaire (pour la réalisation de couronne, bridge, ou chassis métallique) à base de nickel-chrome et cobalt-chrome

Les qualités du molybdène en font l'une des huit matières premières stratégiques considérées comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix.

Gisements

Bien que l'on trouve du molybdène dans des minéraux tel que la wulfénite (PbMoO4) ou la powellite (CaMoO4), la principale source commerciale de molybdène est la molybdénite (MoS2).

Le molybdène est miné directement et est aussi un sous-produit de l'exploitation minière du cuivre ; la concentration de molybdène dans ce minerai est comprise entre 0,01 et 0,5 %.

Près de la moitié de la production minière du molybdène provient des États-Unis.

Durant la Seconde Guerre mondiale, le molybdène était importé du Portugal par les Allemands.